Кремнийлі отқа төзімді кірпіштер: жоғары температуралық тұрақтылық үшін өнеркәсіптік секторлардағы негізгі қолданыстар

Шыны балқытудан бастап болат балқытуға дейін аса жоғары температураға тәуелді өнеркәсіптік процестерде дұрыс отқа төзімді материалды таңдау пайдалану тиімділігін, қауіпсіздігін және үнемділігін арттыра немесе төмендете алады.Кремнийлі отқа төзімді кірпіштеререкше жоғары температураға төзімділігінің (1750°C дейін), төмен термиялық кеңеюінің және қышқыл эрозиясына берік төзімділігінің арқасында осы қатал орталар үшін ең жақсы таңдау болып табылады. Бірақ бұл берік кірпіштер қай жерде ең көп құндылық береді? Олардың негізгі салалардағы маңызды қолданылуын және неліктен олар бүкіл әлемдегі инженерлер мен зауыт менеджерлері үшін ең қолайлы шешім болып табылатынын талдап көрейік.

Кремнийлі отқа төзімді кірпіштерді жоғары температурада қолдануға не қолайлы етеді?

Олардың қолданылуына терең үңілмес бұрын, кремнийлі отқа төзімді кірпіштердің маңызды қасиеттерін түсіну маңызды. Басқа отқа төзімді материалдардан (мысалы, отқа төзімді саз немесе глинозем кірпіштері) айырмашылығы, кремнийлі кірпіштер негізінен кристалды кремнийден тұрады, бұл оларға мыналарды береді:

Жоғары температураға төзімділік:Олар 1700°C жоғары температурада да құрылымдық тұтастығын сақтайды, бұл оларды үздіксіз жоғары жылу процестеріне жарамды етеді.

Төмен термиялық кеңею:Бұл температураның күрт өзгеруіне ұшыраған кезде жарықтар мен майысуларды азайтады (өнеркәсіптік пештерде жиі кездесетін мәселе).

Қышқыл эрозиясына төзімділік:Олар қышқыл газдар мен шлактарға жақсы төзімді, бұл кокаин өндірісі және шыны өндірісі сияқты салалар үшін өте маңызды.

Ұзақ қызмет ету мерзімі:Олардың беріктігі жиі ауыстыру қажеттілігін азайтады, техникалық қызмет көрсету шығындарын және жұмыс уақытының тоқтап қалуын азайтады.

Бұл қасиеттер өнеркәсіптік кремний диоксидінің отқа төзімді кірпіштерін төтенше жағдайларда сенімділікті қажет ететін салалар үшін жан-жақты шешімге айналдырады.

Кремнийлі отқа төзімді кірпіштердің салалық қолданылуының негізгі бағыттары

Кремнийлі отқа төзімді кірпіштер «бір өлшемді» материал емес — олардың бірегей артықшылықтары нақты өнеркәсіптік қажеттіліктерге сәйкес келеді. Төменде олардың маңызды рөл атқаратын салалары және негізгі мәселелерді қалай шешетіні келтірілген.

1. Кока-кола пештері: болат өндірісінің негізі

Кокс пештері көмірді коксқа (болат қорытудың негізгі отыны) айналдыру үшін өте маңызды және олар ұзақ уақыт бойы 1100°C және 1300°C аралығындағы температурада жұмыс істейді. Кокс пештеріне арналған кремнийлі отқа төзімді кірпіштер екі негізгі себеп бойынша мұнда алтын стандарт болып табылады:

Олар көмірді карбонизациялау кезінде бөлінетін қышқыл газдарға (мысалы, көміртегі тотығы және күкірт диоксиді) төзімді, кірпіштің ыдырауына және газдың ағып кетуіне жол бермейді.

Олардың төмен жылулық кеңеюі пештің төсенішінің күнделікті қыздыру және салқындату циклдары кезінде бүтін болуын қамтамасыз етеді, бұл өндірісті тоқтатуы мүмкін қымбат жарықтардың пайда болуына жол бермейді.

Зауыт басшылары кокс пешінің камералары мен түтін жолдарында жоғары температуралы кремний отқа төзімді кірпіштерді пайдаланады, себебі тіпті кішігірім қаптаманың істен шығуы да апталап тоқтап қалуға әкелуі мүмкін, бұл миллиондаған өнімнің жоғалуына әкеледі.

2. Шыны балқыту пештері: таза, біркелкі шыныны қамтамасыз ету

Шыны өндірісі шикізатты (құм, сода күлі, әктас) 1600°C дейінгі температурада балқытуды қажет етеді, ал пештің қаптамасы балқытылған шынымен әрекеттеспеуі керек (бұл соңғы өнімді ластайды). Шыны балқыту пештеріне арналған кремний кірпіштері өте қолайлы, себебі:

Олардың инертті табиғаты балқытылған әйнекпен химиялық реакциялардың алдын алады, бұл әйнектің мөлдір және қоспасыз болуын қамтамасыз етеді.

Олар жоғары температура мен балқытылған шыны ағынының үнемі әсеріне төтеп береді, бұл қаптаманың тозуын азайтады және пештің қызмет ету мерзімін ұзартады.

Олар көбінесе шыны пештерінің «үстіңгі құрылымында» (балқытылған шынының үстіндегі жоғарғы бөліктерде) қолданылады, онда температура ең жоғары және қышқыл булары ең көп шоғырланған.

Шыны өндірушілер үшін қышқылға төзімді кремний диоксидінен жасалған отқа төзімді кірпіштерді пайдалану өнім ақауларының азаюына және пештің жұмыс істеу уақытының ұзаруына әкеледі, бұл өндірістің нақты мерзімдерін сақтау үшін өте маңызды.

3. Болат өнеркәсібінің пештері: қатты қызу мен қожды өңдеу

Болат өндірісі домна пештерін, электр доғалы пештерді (ЭДП) және шөмішті пештерді қоса алғанда, бірнеше жоғары жылулық процестерді қамтиды. Болат пештеріне арналған кремнийлі отқа төзімді кірпіштер осы ортада жақсы жұмыс істейді, себебі:

Олар балқытылған болат пен қождың абразивті әсеріне төзімді, бұл аз берік отқа төзімді материалдарды тез тоздыруы мүмкін.

Олардың жоғары жылу сыйымдылығы пештегі температураны біркелкі ұстап тұруға көмектеседі, болат сапасын жақсартады және энергия шығынын азайтады.

Олар көбінесе температура 1700°C-қа жететін және механикалық кернеу жоғары болатын EAF-тардың «ошағында» (түбінде) және «бүйір қабырғаларында» қолданылады.

Ұзақ қызмет ететін кремний отқа төзімді кірпіштерді пайдаланатын болат зауыттары техникалық қызмет көрсету шығындарының төмендігі және жоспарланбаған тоқтаулардың аздығы туралы хабарлайды - бұл жоғары бәсекелестік саладағы негізгі артықшылықтар.

4. Басқа өнеркәсіптік қолданыстар

Кока-коладан, шыныдан және болаттан басқа, кремнийлі отқа төзімді кірпіштер басқа да жоғары температуралы орталарда, соның ішінде:

Керамикалық пештер:Олар 1600°C дейінгі температурада керамиканы күйдіруге арналған тұрақты қаптаманы қамтамасыз етеді.

Химиялық реакторлар:Олардың қышқылға төзімділігі оларды қышқыл процестерді (мысалы, күкірт қышқылын өндіру) өңдейтін реакторларға жарамды етеді.

Қалдықтарды жағатын пештер:Олар қалдықтарды жағу кезінде пайда болатын жоғары температура мен коррозиялық газдарға төтеп береді.